[发明专利]传播方向可选、谐振频率可调的压电智能骨料

说明书

本发明公开的传播方向可选、谐振频率可调的压电智能骨料，主要包括外壳主体、压电陶瓷传感器、上盖和下盖；外壳主体为长方形筒体，四侧壁均设有竖向贯通的第一固定槽；上盖和下盖分别设有水平贯通的第二固定槽和第三固定槽；第一固定槽、第二固定槽、第三固定槽中至少一固定槽内填充压电陶瓷传感器；当有多个固定槽内填充压电陶瓷传感器时，各固定槽内的压电陶瓷传感器由数量相同或不同的压电陶瓷单元并联叠加构成。本发明压电智能骨料，可通过在不同面布置压电陶瓷传感器，来选择信号传播方向；通过调节构成压电陶瓷传感器的压电陶瓷单元数量，来调控谐振频率。

技术领域

本发明涉及结构健康监测领域，具体涉及一种传播方向可选、谐振频率可调的压电智能骨料。

背景技术

目前，结构健康监测领域所使用的压电智能骨料的结构均为固定不变的，且传播方向均为单向，在一个大型立体结构中往往需要在其内部布置方向不同的传感器才能对结构进行检测，大量且过多的布置传感器会极大的增加其监控成本与监测精度。

而对于传感器的谐振频率频率特性来说，其谐振频率也是固定的。但结构损伤的敏感频率往往会随损伤类型和大小而发生变化，这就导致在实际的损伤识别过程中，往往需要采用具有不同中心频率的智能骨料，这也极大地增大了损伤检测的成本和难度。

发明内容

本发明的目的是提供传播方向可选、谐振频率可调的压电智能骨料。

本发明提供的传播方向可选、谐振频率可调的压电智能骨料，主要包括外壳主体100、压电陶瓷传感器200、上盖300和下盖400；

外壳主体100为长方形筒体，四侧壁均设有竖向贯通的第一固定槽110；

上盖300和下盖400分别设有水平贯通的第二固定槽310和第三固定槽410；

上盖300和下盖400以可拆卸方式分别固定于外壳主体100的两开口端；

第一固定槽110、第二固定槽310、第三固定槽410中至少一固定槽内填充压电陶瓷传感器200；当有多个固定槽内填充压电陶瓷传感器200时，各固定槽内的压电陶瓷传感器200由数量相同或不同的压电陶瓷单元210并联叠加构成；

压电陶瓷传感器200的包边正极212和包边负极213分别通过金属弹片引至外壳主体100的内部空腔，并与电导线连接。

进一步的，上盖300和下盖400以可拆卸方式分别固定于外壳主体100的两开口端，具体为：

上盖300、下盖400以及外壳主体100侧壁的四角设螺孔140，螺杆120依次穿过上盖300、外壳主体100侧壁、下盖400上的螺孔140，经螺母130固定。

进一步的，当第一固定槽110内填充有压电陶瓷传感器200时，在填充有压电陶瓷传感器200的第一固定槽110内并排竖直放置两U型导电弹片600，两U型导电弹片600分别电接触压电陶瓷传感器200的包边正极212和包边负极213，分别记为正极导电弹片和负极导电弹片；U型导电弹片600的第一弹片框610a放置于第一固定槽110内并紧贴第一固定槽110内侧，U型导电弹片600的第二弹片框610b沿外壳主体100内侧壁迂回插入外壳主体100的内部空腔内；

当第二固定槽310和第三固定槽410内填充有压电陶瓷传感器200时，在填充有压电陶瓷传感器200的第二固定槽310和第三固定槽410内并排水平放置两L型导电弹片500，两L型导电弹片500分别电接触压电陶瓷传感器200的包边正极212和包边负极213，分别记为正极导电弹片和负极导电弹片；L型导电弹片500的第一弹片框510a放置于第二固定槽310和第三固定槽410内，第二弹片框510b沿外壳主体100内侧壁迂回插入外壳主体100的内部空腔内。

进一步的，正极导电弹片和负极导电弹片通过导线分别连接同轴电缆的正负极，或者直接在外壳主体100的内部空腔内安设无线收发设备。